中国暗能量射电探测天籁项目加盟成为国际大射电天文台探路者

中新网北京10月21日电 (记者 孙自法)由中国等创始成员国发起并建设的国际大射电天文台——平方公里阵列射电望远镜(SKA)，其探路者项目最近迎来一个新的项目合作伙伴——来自中国的旨在进行暗能量射电探测的天籁实验。

中国中性氢强度映射巡天实验天籁项目的射电干涉阵列，在夜空下与“银河拱门”交相辉映的壮观场景。中国科学院国家天文台/供图

中国科学院国家天文台10月21日发布消息说，国际大射电天文台组织官方近日已正式认证中国天籁项目为SKA探路者。

何以探路：为SKA提供新机遇检验新技术

作为正在建设中的下一代巨型射电望远镜阵列，SKA是一个政府间合作的望远镜项目，其正式成员国目前包括中国、南非、英国、澳大利亚等10个国家。

SKA探路者项目与先驱项目包含来自世界各地的多个与SKA科学技术相关的大型科学装置。尽管SKA已开工建设，但探路者相关最新研究成果，依然可以为SKA提供新的科学探索机遇，检验新的探测技术。同时，SKA探路者成果也可以应用到人类未来更大的天文望远镜项目中。

SKA科学总监罗伯特·布劳恩表示，SKA探路者项目为国际大射电天文台建设铺平了道路。即使SKA现在已经进入初步运行阶段，现有的射电天线与实验项目仍将能够为SKA的科学计划和研究基础提供见解。

何为天籁：为宇宙绘制三维物质分布图

暗能量射电探测天籁实验由中国科学院国家天文台主持建设，位于新疆哈密市巴里坤县大红柳峡乡，其目的是检验暗能量射电探测的各项关键技术，为宇宙绘制三维物质分布图。

据天籁项目团队介绍，“天籁”一词来源于庄子著作《齐物论》，意为宇宙万物自然之声，天籁实验以探测宇宙重子声波而由此得名。

根据目前的天文学观测，宇宙有大约70%是神秘的暗能量，它引起了宇宙的加速膨胀。暗能量无法直接观测，但其含量和特性可以通过观测宇宙随时间的膨胀速率进行研究。宇宙大爆炸产生的“余波”在早期宇宙的物质分布上留下了印迹，最终成长为如今的大尺度结构。通过研究宇宙的大尺度结构物质分布，天文学家可以得到宇宙重子声波振荡，从而确定出宇宙随时间的膨胀速率。

天籁实验所直接观测的信号是源于中性氢原子的21厘米射电信号。中性氢是宇宙中含量最高的元素，在宇宙膨胀过程中，其21厘米信号已经红移到更长的波长范围。天籁实验能够在比较宽的波长范围内观测21厘米信号及其红移信号，从而得到宇宙的三维物质分布情况。

天籁项目团队由中国科学院国家天文台和中国多所高校相关学者、研究生以及来自美国、法国等相关研究机构的专家学者共同组成，作为中国射电天文学领域的重要科研平台，天籁实验的开展也为中国射电探测技术培育了优秀人才。

如何合作：天籁探测能力进一步提高

天籁项目首席科学家、中国科学院国家天文台研究员陈学雷表示，天籁项目现已建成两种构型的阵列望远镜：柱形射电阵列有3个柱面反射面天线，安装有96个馈源；碟形射电阵列有16个口径6米的抛物面天线。这些阵列可以用于检验中性氢巡天实验的相关探测技术，以及各种数据处理方法，都能应用到SKA项目之中。

位于中国新疆、旨在进行暗能量射电探测的天籁项目射电干涉阵列。中国科学院国家天文台/供图

为了实现星空的快速巡天观测，天籁射电干涉阵列采用大视场设计，这也非常适合SKA其他相关的科学目标，例如对来自银河系以外宇宙深处快速射电暴(即快速电磁波脉冲现象)的搜寻。

“通过开展实际的观测工作，对真实数据进行分析，我们可以发现一些实际存在的问题，而这些问题仅通过理论分析工作是无论如何也无法全面考虑到的。”陈学雷说。

他透露，在东北大学支持下，天籁项目近期刚刚在原有阵列附近扩建3个新阵列，从而使得天籁射电干涉阵列探测能力得到进一步提高，可以对快速射电暴进行精确定位。(完)